Beobachtungen aus dem All und im Labor

Plastik im Wasser zu finden ist schwerer als man denkt

Plastik scheint sich überall in Meer, Flüssen und Seen zu finden. Dennoch ist es für Wissenschaftler zunächst die größte Herausforderung, aus den immensen Wassermengen solche Proben zu gewinnen, die (Mikro-) Plastik in einer ausreichend großen Menge enthalten, um untersucht werden zu können.

Zunächst muss den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine möglichst reine Plastikprobe vorliegen. Bisher hat dieser Schritt sehr viel Zeit in Anspruch genommen. Es siedeln immer auch Mikroorganismen auf Plastikpartikeln, die dort Biofilme bilden. Die Entfernung dieses Biofilms ist ebenfalls sehr aufwändig. Das sichtbare und unsichtbare Licht, welches ein so bewachsener Mikroplastikpartikel rückstrahlt, hat nicht dasselbe elektromagnetische Spektrum wie ein gerade industriell gefertigtes Plastikteilchen. Für die meisten Untersuchungsmethoden ist aber gerade dieses unsichtbare Lichtspektrum entscheidend. Automatisierte Untersuchungsmethoden, die mit Luft- und Satellitenbildern arbeiten, stoßen deshalb an ihre Grenzen, zumal das Lichtspektrum der Mikroplastikpartikel für Fernerkundungsmethoden auch nicht stark genug strahlt.

Eine nächste Hürde bildet die Größe des Plastiks. Mit den gegenwärtigen Messmethoden können Plastikpartikel erst ab circa einem Mikrometer identifiziert werden. Zerfällt das Plastik in Nanoteilchen, entzieht es sich den meisten bisher entwickelten Untersuchungsmethoden. Nur wenige Wissenschaftler arbeiten im Nanobereich. Auch können Proben im Labor durch die fliegendes Mikroplastik, beispielsweise aus der Kleidung der Forscher verschmutzt werden, die kleinste Plastikfasern in die Raumluft absondert. Viele Herausforderungen also, von denen einige demnächst gelöst werden könnten.

Ein wichtiger Schritt ist die Entwicklung einheitlicher Standards. Denn erst dann lassen sich vergleichbare Zahlen gewinnen. Diese sind essentiell, um zum Beispiel die globale Verteilung von Plastik in den Ozeanen beschreiben zu können. Momentan gehören vier Methoden zum neuesten Stand der Wissenschaft und konkurrieren um Platz eins auf dem Weg zur Standardmethode. Welche Methode das Rennen macht, werden Ringversuche zeigen. Dafür haben Labore im Sommer 2017 in ganz Europa identische Proben erhalten. Im EU-Projekt BASEMAN laufen alle Fäden zusammen. BASEMAN steht für 'Defining the Baselines and Standards for Microplastics Analyses in European waters'. 24 Partneruniversitäten und Forschungsinstitute aus 11 Ländern sind beteiligt. Die Federführung hat das Alfred-Wegener-Institut.

Eine große Frage bleibt: Sollten die Methoden eher Plastikpartikel zählen oder die Gesamtmenge des Plastiks in den Ozeanen bestimmen? Für ökologische Fragestellungen ist die Anzahl und Größe der Teilchen im Ökosystem entscheidend, aber auch der Polymertyp und bestimmte Oberflächeneigenschaften. Wenn man zu einer ökologischen Klassifizierung kommen wollte, müsste man sich auf bestimmte Leitorganismen von besonderer Relevanz einigen, deren jeweilige Ernährungsweise und dann Größenklassen definiert. Das globale Problem wird jedoch eher über die Reduzierung der Gesamtmenge gelöst.

Lesetipp

  • Mikroplastik 54°N: Ein Blog zum Projekt "Mikroplastik an unseren Küsten" von GEOMAR und der Kieler Forschungswerkstatt. 2018 werden insgesamt 20 Sandproben zwischen der Flensburger Förde und der Lübecker Bucht genommen. Mit der Raman-Spektroskopie werden die Proben auf Mikroplastik untersucht. Forschungsmethode und Ergebnisse werden im Blog dokumentiert.

 

 

 

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